Rapport audit énergétique

RAPPORT DE DIAGNOSTIC ENERGETIQUE

INSTALLATION / SITE : USINE DE PRODUCTION (ATELIER

DE FABRICATION + BUREAUX)

Lieu : Bonaberi - Douala

MAITRE D’OUVRAGE : METABOIS

Auditeur :

AZANGUE Willy Expert en Efficacité Energétique

BP 057 Douala - CAMEROUN

Tél.: 76 64 83 88 / 96 03 80 18

E-mail: [email protected]

-- Création 10 / 09 / 2014

Offre initiale AZANGUE WILLY

REV STATUT DATE RAISON D’EMISSION REDIGE PAR VERIFIE PAR APPROUVE PAR

Rapport diagnostic énergétique usine METABOIS

© W. AZANGUE, expert programme EEA page 2/25

Table des matières

Liste des tableaux : 2

1 RESUME ET SYNTHESE DES RESULTATS 3

2 INTRODUCTION : Contexte, Objet du document 5

3 Méthodologie de diagnostic 5

4 Description du site (bâtiments et installations) 6

5 Eléments détaillés du diagnostic 9

5.1 Analyse de la facturation 9

5.2 Bilan de puissance et bilan de consommation d’énergie 15

5.3 Analyses des données 17

5.4 Recommandation et description des mesures d’économie d’énergie 18

5.4.1 Recommandations générales 18 5.4.2 Recommandations liées à la facturation 19 5.4.3 Recommandations liées à l’électricité 20 5.4.4 Recommandations liées à l’éclairage 21 5.4.5 Recommandations liées à la climatisation 22

5.5 Evaluation des mesures d’économie d’énergie 23

6 CONCLUSION 24

7 ANNEXES : 25

• Annexe 1 : listing exhaustif des équipements de ces différents ateliers 25

• Annexe 2 : Bilan détaillé puissance et consommation d’énergie de l’usine 25

• Annexe 3 : Fiches d’évaluation détaillées des mesures d’économie d’énergie 25

• Annexe 4 : Photos de la visite de site 25

Liste des tableaux :

Tableau 1: Données brutes des factures d'électricité collectées .......................................................................................... 10

Tableau 2: Récapitulatif 1 du bilan puissance / consommation de l'usine ............................................................................ 15

Tableau 3: Récapitulatif 2 du bilan puissance / consommation de l'usine ............................................................................ 15

Tableau 4: Tableau de répartition de la consommation de l'usine ....................................................................................... 15

Tableau 5: Dimensionnement du transformateur et TGBT ................................................................................................... 16

Tableau 6: Tableau récapitulatif des mesures d'efficacité énergétique ................................................................................ 23

Liste des figures : Figure 1: Poids financier moyen des différentes rubriques de la facture d'électricité ........................................................... 11

Figure 2: Evolution du cout de la facture d'électricité TTC ................................................................................................... 13

Figure 3: Evolution de la consommation réelle (kWh) .......................................................................................................... 13

Figure 4: Evolution du facteur d'utilisation ............................................................................................................................ 13

Figure 5: Evolution du facteur de puissance mensuel .......................................................................................................... 14

Figure 6: Répartition de la consommation énergétique de l'usine ........................................................................................ 16

Figure 7: Répartition en puissance des équipements de l'usine .......................................................................................... 16



1 RESUME ET SYNTHESE DES RESULTATS

Cette étude de diagnostic énergétique de l’usine METABOIS à Bonaberi - Douala est un pas vers l'amélioration

de l'efficacité énergétique et donc de la compétitivité de cette entreprise. Les mesures décrites dans ce rapport ne

sont pas exhaustives. Les techniciens chargés de l'exploitation ainsi que les gestionnaires des bâtiments et

infrastructures pourront au cours de leur gestion quotidienne en déceler d'autres.

Néanmoins, il est important de souligner que le succès de la mise en application et l'obtention des résultats est lié

à l'implication de chacun des intervenants de la gestion de l’usine et de leur volonté d’en améliorer la

performance.

Nous préconisons pour la mise en place des mesures, une stratégie qui permet de réaliser à court terme, les

mesures sans investissement dont les économies pourraient être utilisées pour la suite du programme : une sorte

d'autofinancement du programme d'économies d'énergie.

Les recommandations de ce rapport peuvent permettre de réaliser jusqu’à 40% (50.000 kWh) d'économies sur la

consommation annuelle actuelle; et générer plus de 7.000.000 de FCFA d'économies pour des investissements

totaux de près de 16.000.000 F CFA. Les mesures sans investissement constituent plus de 20% du

potentiel total estimé . Il est important que ces mesures connaissent une mise en application immédiate de sorte

à pouvoir démontrer l'efficacité du programme et de générer des économies qui permettront d'aider au

financement des autres mesures.



TABLEAU RÉCAPITULATIF DES MESURES D'EFFICACITÉ ÉNER GÉTIQUE

N° MESURE Economie

d'énergie

annuelle

(kWh)

Economie

financière

annuelle,

TTC (F. CFA)

Investisse

ment (F.

CFA)

Période de

recouvrem

ent (ans)

Priorit

é

1

Sensibilisation; Organisation /

management de la production;

Maintenance

2

2

Réajustement des modalités du

contrat d'électricité (puissance

souscrite

1 571 643 - 0.0 1

3

Réajustement de la puissance du

transformateur HT/BT du point de

livraison

20 736 1 808 830 7 500 000 4.1 5

4 Amélioration du facteur de

puissance 974 770 1 500 000 1.5 3

5

Ajuster le nombre de point

lumineux en fonction de

l’exploitation de l’atelier usinage

numérique

9 020 761 700 400 000 0.5 4

6 Lampes plus efficaces (LED) dans

les ateliers 9 000 731 000 2 500 000 3.4 7

7

Remplacement des climatiseurs

actuels par des plus performants

(types "Inverter")

19 200 1 600 000 4 700 000 2.9 6

TOTAL 57 956 7 447 943 16 600 000 2.2



2 INTRODUCTION : Contexte, Objet du document

L’efficacité énergétique (EE) est un enjeu indéniable dans la recherche de la compétitivité des entreprises, aussi bien dans le tertiaire que dans l’industrie. Elle permet en effet, à travers la mise œuvre d’une démarche bien élaborée, d’optimiser la consommation d’énergie sous toutes formes, puis de réduire substantiellement des dépenses financières liés à l’énergie.

Ce constat a une fois encore été fait par les participants au séminaire dédié à l’EE tenu du 21 au 25 juillet 2014 à Douala, organisé par les experts du Programme Efficacité Energétique Afrique (E.E.A) en partenariat avec l’Organisation Internationale de la Francophonie ( O.I.F) à travers l’Institut Français pour le Développement Durable (IFDD), et dont la thématique était : « L’Efficacité énergétique, facteurs d’amélioration de la productivité dans l’industrie et de réduction des dépenses énergétiques dans les bâtiments tertiaires» .

Parmi les participants à ce séminaire, plusieurs ont bien voulu mettre à profit les riches enseignements et échanges d’expériences glanées au sein des entreprises et institutions auxquelles ils sont liés. C’est le cas de M. TSASSE David , expert en management et organisation des entreprises et par ailleurs conseiller auprès de la direction générale de l’entreprise METABOIS sis à Bonaberi - Douala, qui a initié au sein de cette entreprise une démarche managériale qui inclue les concepts de l’efficacité énergétique.

C’est dans cette démarche qu’il a associé l’un des experts promoteur du Programme Efficacité Energétique Afrique, M. AZANGUE Willy , pour accompagner l’entreprise METABOIS à travers un diagnostic énergétique de ses installations et structures de production.

Le présent document traduit donc la quintessence d’un travail d’audit énergétique mené par l’expert en efficacité énergétique auprès de l’usine METABOIS, sous la supervision de la direction générale, avec pour objectifs :

- D’identifier les miches d’économie financières réalisables liées à l’énergie dans son fonctionnement - Fournir le maximum d’éléments d’appréciation à tous les niveaux (techniques, économiques,

structurel, etc.) de la mise en œuvre de ces mesures d’économie d’énergie et financières.

Dans l’exercice de cette mission d’accompagnement, l’expert en EE pourra guider l’entreprise METABOIS dans la mise en œuvre des mesures identifiées qui auront été retenue par celle-ci pour application. Il traduit donc les premiers pas d’un partenariat entre l’expert et la direction de l’usine pour la mise en œuvre le l’EE comme outil de management à court, moyen et long termes.

3 Méthodologie de diagnostic

La mission de diagnostic énergétique à été menée au sein de l’entreprise METABOIS suivant les étapes ci-après :

ETAPE DESCRIPTION DUREE

Analyse de la facturation − Redressement des conditions de facturation − Détermination du facteur d’utilisation

6 heures

Relevés préliminaires − Description sommaire du bâtiment − Relevés des données de consommation − Relevé des dysfonctionnements et des pistes d’économie

4 heures

Analyse préliminaire − Définition des mesures − Evaluation sommaire des économies d’énergie − Définition du protocole d’audit énergétique

5 heures

Relevés détaillés − Evaluations des consommations (Instantanées et continues) − Relevés des plaques signalétiques

16 heures



Analyse énergétique détaillée

− Bilan énergétique et bilan de puissances − Etude de faisabilité des mesures d’économies d’énergie − Conception des solutions techniques − Evaluation précise du potentiel d’économie d’énergie − Description du protocole de monitoring

20 heures

Analyse financière − Evaluation des investissements − Choix des équipements − Montage financier

4 heures

Restitution des résultats − Rédaction du rapport final − Présentation des résultats à la Direction de l’usine

10 heures

65 heures

4 Description du site (bâtiments et installations)

L’entreprise METABOIS est une usine de production industrielle d’objets, éléments matériels divers et gadgets destinés à servir de support communication. Elle est installée dans un site de production sis à Bonaberi – Douala, constitué de 4 ateliers dédiés à l’usinage, le montage et fabrication, puis un petit bâtiment abritant la direction et services administratif.

Ces 4 ateliers en particuliers sont :

- L’atelier d’usinage numérique - L’atelier de soudage - L’atelier de menuiserie - L’atelier de peinture

Les 4 ateliers et les bureaux administratif sont répartis autour de 3 sites voisins (distants d’environ 100 m les uns des autres) de la façon suivante :

- Site 1 : o bâtiment direction générale (sur RDC simple) o bâtiment bureaux production et commerciaux (R+1), accolé à o l’atelier d’usinage numérique

- Site 2 : o Atelier soudage, sous hangar ouvert o Atelier menuiserie, sous hangar ouvert

- Site 3 : Atelier de peinture

L’atelier d’usinage numérique :

Il contient des machines dédiées à la fabrication et usinage des pièces et objets en matière métalliques et dans quelques cas en matériaux synthétiques (____________). Toutes ces machines fonctionnent à l’énergie électrique. Certaines sont munies de systèmes pneumatiques ou hydrauliques, mais qui sont à leur tour actionnés par des pompes ou compresseurs électriques.

Dans cet atelier, le type d’équipements constituant la charge électrique est en très grande majorité les moteurs électriques qui développent toute la force motrice nécessaire au fonctionnement des machines.

L’atelier est logé dans un local fermé fait en structure métallique avec mur extérieur en parpaing. Ces murs sur certains cotés sont limités à des hauteurs convenables pour permettre un éclairage naturel. Toutefois, cet éclairage naturel est renforcé par une série de luminaires à lampe à vapeur de sodium HP.

L’atelier de soudage : Dans la chaine de production, cet atelier intervient en général après le passage de la matière première à l’atelier usinage numérique. Il comprend presqu’essentiellement des machines dédiées au soudage de



plusieurs types de matières métalliques. On à donc à faire beaucoup plus de machines électriques statiques à circuits magnétiques.

La sollicitation de ses machines semble être plus forte dans le temps que celles de l’atelier d’usinage numérique.

L’atelier de menuiserie : Il contient les machines nécessaire à l’usinage du bois et matériaux dérivés (contre-plaquet, fibres, etc.). Les machines ici sont presque toutes de force motrice (moteurs électriques). Elles ont un usage qui n’est pas directement lié aux activités de l’atelier de soudage ou usinage mécanique.

Les ateliers de menuiserie et de peinture sont logés dans une même enceinte, et les machines sont simplement sous abris à toiture et ciel ouvert.

L’éclairage nécessaire à l’utilisation des machines est donc essentiellement naturel.

L’atelier de peinture : Il intervient en général en fin de chaine de fabrication. Il comprend un mélange assez homogène d’équipements de plusieurs nature au point de vue type de charge électrique. On a aussi bien de la force motrice (moteurs électriques) que les charges résistives (résistances chauffantes) ou magnétiques.

Ici, énergie électrique n’est pas le seul type d’énergie consommée, car on a aussi le combustible gaz propane qui est utilisé dans le process de peinture.

Nous n’avons pas dans le cadre de ce diagnostic ana lysé la consommation d’énergie sous cette forme, car cela nécessite une expertise dans le pro cess, dont on peu se passer à ce niveau de diagnostic .

De façon globale, la sollicitation de toutes les machines des différents ateliers est liée au volume d’activité de l’usine, ainsi qu’à la nature des commandes à exécuter.

On trouvera en annexe 1 un listing exhaustif des équipements de ces différents ateliers.

Les services administratifs de l’usine sont abrités dans deux bâtiments décrits succinctement dans les tableaux ci-après :

Bâtiment 1 : Direction générale

Nombre de plancher 1

Répartition des locaux 4 bureaux : DG ; Facturation ; comptabilité ; secrétariat

01 bloc sanitaire à 2 compartiments

Architecture Enveloppe extérieure : - Agglomérés creux épaisseur 15 cm + enduit intérieur / extérieur - Couleur extérieure claire (peinture) - Vitrage simple avec châssis métallique muni de brise solaire - ROM ≈ 20%

Enveloppe intérieure : Menuiserie bois ; Couleur claire ; plancher en chape de carreaux

Espaces climatisés Surface climatisée ≈ 85 m2

Hauteur sous plafond : 3m

Equipements intérieurs Eclairage fluorescent (tube de 120 cm pour la plupart)

Equipement de bureau classique (PC, laptop, imprimante, photocopie, cafetière, etc.)

Voir listing complet dans le tableau de bilan de puissance

Occupation Environ 10 personnes en permanence



Bâtiment 2 : Services techniques et commerciaux

Nombre de plancher 2

Répartition des locaux 4 espaces bureaux : achats ; production ; Etudes et commerciaux; salle de réunion

Architecture Enveloppe extérieure : - Agglomérés creux épaisseur 15 cm + enduit intérieur / extérieur - Couleur extérieure claire (peinture) - Vitrage simple avec châssis métallique muni de brise solaire - ROM ≈ 30%

Enveloppe intérieure : Aménagement des locaux en « open-space » ; Couleur claire ; plancher en chape de carreaux

Espaces climatisés Surface climatisée ≈ 120 m2

Hauteur sous plafond : 3 m

Equipements intérieurs Eclairage fluorescent (tube de 120 cm pour la plupart)

Equipement de bureau classique (PC, laptop, imprimante, cafetière, etc.)

Voir listing complet dans le tableau de bilan de puissance

Occupation Environ 18 en permanence ; 26 en période de réunion

Climatisation / ventilation : Les puissances de climatisation au m2 dans les bureaux sont entre 100 et 150 W/m2. Ces ratios restent dans les plages acceptables pour ce type de locaux.

Nous avons constatés lors des visités que les appareils étaient parfois à l’arrêt à cause du climat extérieur favorable (24 à 26 °C) ; c’est un bon signe en terme d’attitude des occupants.

Installations électriques : Le TGBT (tableau de général de distribution basse tension) a été visité. A première vue, ces installations sont en norme. Nous avons toutefois noté la non fonctionnalité du groupe électrogène de secours ; situation qui peut s’avérer nuisible à la continuité de la production. Il en est de même pour le dispositif de commutation Normal / Secours qui est inexistant.

Nous n’avons pas visité les armoires de distribution secondaire.



5 Eléments détaillés du diagnostic

5.1 Analyse de la facturation Les informations générales suivantes ont été collectées auprès de la direction de l’usine à propos de l’abonnement en fourniture d’énergie électrique. Nombre d’abonnement (ou point de livraison) : 1 Type d’abonnement Moyenne Tension (MT) N° contrat d’abonnement : 201750680 Type de comptage MT / BT Propriété du poste de livraison (transformateur MT / BT) Client (METABOIS) Puissance transformateur 400 KVA Puissance souscrite à l’abonnement 130 kW

La collecte de 13 factures physiques d’énergie électrique sur une période de 15 mois permet d’avoir une bonne lisibilité de la consommation et la facturation d’électricité valable pour cette usine.

Le tableau ci-après récapitule les données brutes extraites de ces factures.

Tableau 1: Données brutes des factures d'électricit é collectées

Période de consommation Paramètres variables Variables monétaires calculées

Début Facture

Fin Facture

Puis. atteinte

Énergie active HP

Énergie active P

Énergie réactive

HP

Énergie réactive

P

Pertes transfo

HP

Pertes transfo

P NHU

Cos phi

Prime fixe Cout

perte fer HP

Cout energie

cons. HP

Cout energie cons. P

Pénalité dépassement

Pénalité cos phi Montant HT

Montant TTC

(kW ou

kVA) (kWh) (kWh) Kvarh Kvarh (kWh) (kWh) (FCFA) (FCFA) (FCFA) (FCFA) (FCFA) (FCFA) (FCFA) (FCFA)

26/05/2013 75 5896 579 4178 282 177 17 73 0.77 481 000 201 600 425 110 50 660 - 34 751 1 193 121 1 422 797

26/05/2013 26/06/2013 75 5676 573 4273 329 170 17 72 0.76 481 000 201 600 409 220 50 150 - 45 679 1 187 649 1 416 271

26/06/2013 26/07/2013 85 6074 557 4348 294 182 17 75 0.77 481 000 201 600 437 920 48 790 - 35 079 1 204 389 1 436 234

26/07/2013 26/08/2013 90 10850 1050 7800 570 326 32 116 0.77 481 000 201 600 782 320 91 970 - 46 707 1 603 597 1 912 289

26/08/2013 26/09/2013 95 11269 1143 8136 600 338 34 120 0.77 481 000 201 600 812 490 100 045 - 47 854 1 642 989 1 959 264

26/09/2013 26/10/2013 90 8006 854 6337 517 240 26 92 0.74 481 000 201 600 577 220 74 800 - 80 077 1 414 697 1 687 026

26/10/2013 26/11/2013 110 12245 1370 10684 1071 367 41 130 0.71 481 000 201 600 882 840 119 935 - 151 684 1 837 059 2 190 693

26/11/2013 26/12/2013 110 13138 2653 11214 2072 394 80 147 0.72 481 000 201 600 947 240 232 305 - 148 972 2 011 117 2 398 257

26/12/2013 26/01/2014 95 9286 1930 8449 1683 279 58 111 0.7 481 000 201 600 669 550 168 980 - 152 113 1 673 243 1 995 342

26/01/2014 26/02/2014 95 9219 1630 7124 968 277 49 108 0.75 481 000 201 600 664 720 142 715 - 74 502 1 564 537 1 865 710

26/02/2014 26/03/2014 65 6328 787 3871 267 190 24 79 0.81 481 000 201 600 456 260 68 935 - - 1 207 795 1 440 296

26/03/2014 26/04/2014 100 7997 751 4944 253 240 23 91 0.81 481 000 201 600 576 590 65 790 - - 1 324 980 1 580 039

26/04/2014 26/05/2014 110 9321 1153 6700 663 280 35 105 0.77 481 000 201 600 672 070 100 980 - 43 670 1 499 320 1 787 939

26/05/2014 26/06/2014 95 9280 1100 6800 630 278 33 104 0.76 481 000 201 600 669 060 96 305 - 57 919 1 505 884 1 795 766

26/06/2014 26/07/2014 85 6535 636 5236 307 196 19 79 0.74 481 000 201 600 471 170 55 675 - 72 567 1 282 012 1 528 799

- -

Moyenne sur la période 92 8 741 1 118 6 673 700 262 34 100 0.76 481 000 201 600 630 252 97 869 - 66 105 1 476 826 1 761 115

NB : les valeurs en rouge relèvent d’une estimation vu que les valeurs réelles n’étaient pas disponibles. ; NHU = Nombre d’Heures d’Utilisation

Les observations suivantes peuvent être faites

• Puissance souscrite : Elle est au dessus de la pointe de puissance atteinte sur la période d’analyse (110 kW). Une optimisation de paramètre peut être faite à ce niveau afin de réduire le cout de la prime fixed’investissement nul .

Le résultat de cette optimisation conduit

• Transformateur : Le transformateur HT/BT installé par le client (METABOIS), d’une puissance de 400 kVA, est largement au dessus des capacités de l’usine (qui plafonnent à 110 kW

Cette puissance élevée contractuellement enregistrée à de lourdes de la consommation d’énergie rémanente du transformateur (pertes fers) est liée à la puissance nominale de l’appareil (pleine charge) et non à la puissance réelle délivrée.

Une optimisation de paramètre peut également être faiteà faire lié au remplacement du transformateur.

Les calculs et simulation faites au §5.2 moau dessus peut faire l’affaire .

Poids financier des différentes rubriques de la fac ture d’électricité

Nous avons représenté dans un graphique circulaire la proportion des montants de chaqfacturation, sur la base de la moyenne des chiffres obtenus dans la période d’évaluation.

Figure 1: Poids financier moyen des différentes rubriques de l a facture d'électricité

Ce graphique fait clairement apparaitre la prépondérance des rubriques axillaires (50%) sur la consommation d’énergie proprement dite (rien que paramètres afin que la consommation réelle d’énergie soit désormais la rubrique prépondérante du cout de la facture (en général au dessus de 70%).

Cout energie

cons. P

Pénalité

dépassement

0%

Poids financier moyen des différentes rubriques de la facture

Les observations suivantes peuvent être faites :

de la pointe de puissance atteinte sur la période d’analyse (110 kW). Une optimisation de paramètre peut être faite à ce niveau afin de réduire le cout de la prime fixe

Le résultat de cette optimisation conduit à l’adoption d’une valeur de puissance souscrite de 100 kW

Le transformateur HT/BT installé par le client (METABOIS), d’une puissance de 400 kVA, est largement au dessus des capacités de l’usine (qui plafonnent à 110 kW ≈ 150 kVA pour un cos phi moyen de 0.75)

contractuellement enregistrée à de lourdes répercussions de la consommation d’énergie rémanente du transformateur (pertes fers) est liée à la puissance nominale de

leine charge) et non à la puissance réelle délivrée.

Une optimisation de paramètre peut également être faite ; mais cette fois-ci avec un investissement conséquent à faire lié au remplacement du transformateur.

Les calculs et simulation faites au §5.2 montrent qu’un transformateur de puissance 160 kVA ou légèrement

Poids financier des différentes rubriques de la fac ture d’électricité :

Nous avons représenté dans un graphique circulaire la proportion des montants de chaqfacturation, sur la base de la moyenne des chiffres obtenus dans la période d’évaluation.

Poids financier moyen des différentes rubriques de l a facture d'électricité

Ce graphique fait clairement apparaitre la prépondérance des rubriques axillaires (50%) sur la consommation d’énergie proprement dite (rien que 50%). C’est une sonnette d’alarme en faveur de l’optimisation de ces paramètres afin que la consommation réelle d’énergie soit désormais la rubrique prépondérante du cout de la facture (en général au dessus de 70%).

Prime fixe

32%

Cout perte fer

HP

14%

Cout energie

cons. HP

43%

Cout energie

cons. P

7%

Pénalité cos phi

4%


d'électricité

de la pointe de puissance atteinte sur la période d’analyse (110 kW). Une optimisation de paramètre peut être faite à ce niveau afin de réduire le cout de la prime fixe ; et cela avec un cout

à l’adoption d’une valeur de puissance souscrite de 100 kW.

Le transformateur HT/BT installé par le client (METABOIS), d’une puissance de 400 kVA, est largement au n cos phi moyen de 0.75).

financières, car l’estimation de la consommation d’énergie rémanente du transformateur (pertes fers) est liée à la puissance nominale de

ci avec un investissement conséquent

transformateur de puissance 160 kVA ou légèrement

Nous avons représenté dans un graphique circulaire la proportion des montants de chaque rubrique de la facturation, sur la base de la moyenne des chiffres obtenus dans la période d’évaluation.

Poids financier moyen des différentes rubriques de l a facture d'électricité

Ce graphique fait clairement apparaitre la prépondérance des rubriques axillaires (50%) sur la consommation 50%). C’est une sonnette d’alarme en faveur de l’optimisation de ces

paramètres afin que la consommation réelle d’énergie soit désormais la rubrique prépondérante du cout de la




Sollicitations et intensité énergétique de l’usine

Nous avons pu également apprécier la sollicitation énergétique de l’usine au regard des factures collectées.

Les mois de grande consommation sont ceux appartenant à la fourchette des fêtes de fin d’année (Novembre, decembre, janvier). Ces mois coïncident en effet avec les mois de grande production de l’usine ; démontrant ainsi le lien direct entre la production et la consommation d’énergie. Le concept d’Intensité Energétique devrait donc parfaitement s’appliquer dans ce cas. L’intensité énergétique est le critère fondamental de l’efficacité énergétique qui donne le ratio entre la production (ou indirectement le chiffre d’affaire, ou produit intérieur brut) et la consommation d’énergie.

Le management de l’usine devrait pouvoir intégrer c e critère de performance. Malheureusement, nous n’avons pas pu obtenir l’évol ution des données de production pour pouvoir effectuer une analyse plus poussée suivant le critè re d’intensité énergétique .

Nous avons toutefois dressé des graphiques qui montrent l’évolution dans le temps des différents paramètres de la facturation :

- Le montant TTC de la facture - La consommation d’énergie pointe et hors pointe (y compris celle du transformateur) ; - Le facteur d’utilisation (nombre d’heure d’utilisation / nombre d’heure de la période de comptage) - Le cos phi moyen



Figure 2: Evolution du cout de la facture d'électric ité TTC

Figure 3: Evolution de la consommation réelle (kWh) Figure 4: Evolution du facteur d'utilisation

-

500 000

1 000 000

1 500 000

2 000 000

2 500 000

3 000 000

ma

i-1

3

juin

-13

juil.

-13

ao

ût-

13

sep

t.-1

3

oct

.-1

3

no

v.-

13

dé

c.-1

3

jan

v.-

14

févr.

-14

ma

rs-1

4

avr.

-14

ma

i-1

4

juin

-14

juil.

-14

Mo

nta

nt

(F C

FA

)Evolution du cout de la facture d'électricité TTC

-

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

16 000

18 000

ma

i-1

3

juin

-13

juil.

-13

ao

ût-

13

sep

t.-1

3

oct

.-1

3

no

v.-

13

dé

c.-1

3

jan

v.-

14

févr.

-14

ma

rs-1

4

avr.

-14

ma

i-1

4

juin

-14

juil.

-14

Consommation réelle (kWh)

0%

5%

10%

15%

20%

25%

ma

i-1

3

juin

-13

juil.

-13

ao

ût-

13

sep

t.-1

3

oct

.-1

3

no

v.-

13

dé

c.-1

3

jan

v.-

14

févr.

-14

ma

rs-1

4

avr.

-14

ma

i-1

4

juin

-14

juil.

-14

Facteur d'Utilisation

FU



Figure 5: Evolution du facteur de puissance mensuel

Les leçons que l’on tire de ces graphiques sont :

- La chute du cos phi témoigne de la sollicitation des machines de production (à forte consommation réactive) ;

- La production est liée à la consommation d’énergie - Le facteur d’utilisation (F.U) de l’usine reste trè s bas (14% en moyenne) par rapport à un niveau de

référence de 40% à 75% qui représente la plage optimale d’utilisation de l’énergie. - Le cos phi moyen reste en dessous la limite pénalis able (0.8) ; pire, il chute davantage lorsque

l’activité de l’usine croit. Son relèvement est impérieux pour une optimisation de la facture d’électricité.

Amélioration du facteur d’utilisation (FU) :

Le FU de l’usine peut être amélioré à travers un programme de suivi et d’utilisation rationnelle des machines de production ; programme qui devra à termes conduire :

- A la meilleure synchronisation de l’utilisation des machines suivant les besoins ; et donc - A la réduction des pointes de puissance enregistrées - Amélioration du nombre d’heure d’utilisation (NHU) avec en perspective de se retrouver dans une

tranche tarifaire plus avantageuse (de 200 à 400 NHU, le cout unitaire du kWh passe à 65 F CFA).

Relèvement du cos phi de l’installation : Le cos phi doit lui aussi être relevé jusqu’à un seuil de 0.9 à travers la mise en place des batteries de condensation ; de manière à annuler toute pénalité de facturation pour mauvais cos phi (qui cumulent annuellement à plus de 800.000 F cfa HT.

Les détails d’une telle opération sont présentés en § 5.4.

0,64

0,66

0,68

0,7

0,72

0,74

0,76

0,78

0,8

0,82

ma

i-1

3

juin

-13

juil.

-13

ao

ût-

13

sep

t.-1

3

oct

.-1

3

no

v.-

13

dé

c.-1

3

jan

v.-

14

févr.

-14

ma

rs-1

4

avr.

-14

ma

i-1

4

juin

-14

juil.

-14

Cos phi moyen mensuel

Cos phi

5.2 Bilan de puissance et bilan de consommation d’é nergie

Après la collecte de données, un bilan de puissance et de consommation d’énergie électrique de l’ensemble des équipements électriques de l’usine a été effectué. Les calculs sont effectués à l’aide de tableurs Excel programmés à cet effet. Les tableaux et graphiques ci-après donnent la synthèse des résultats obtenus (les détails exhaustifs sont présentés en annexe).

Tableau 2: Récapitulatif 1 du bilan puissance / con sommation de l'usine Force motrice (Motor) Soudage (T/C) Autre equip. Indust. (Ind.Load) Total Equip. Production

kWh kW kVA kWh kW kVA kWh kW kVA kWh kW kVA

Circuit 1: Atelier usinage numérique 3 260 25 31 - - - - - - 3 260 25 31

Circuit 2: Atelier soudage + menuiserie 802 11 15 2 388 25 41 11 2 2 3 201 37 57

Circuit 3: Atelier peinture 500 4 5 - - - 1 706 16 19 2 206 20 24

Circuit 4: Bureaux - - - - - - - - - - - -

TOTAL USINE 4 561 40 51 2 388 25 41 1 717 17 20 8 666 82 112

Tableau 3: Récapitulatif 2 du bilan puissance / con sommation de l'usine Eclairage (Lighting) Clim. (A.C) Equip. Bureau (Other) Total Equip. Production Total circuit

kWh kW kVA kWh kW kVA kWh kW kVA kWh kW kVA kWh kW kVA

Circuit 1: Atelier usinage numérique 780 3 4 - - - - - - 3260 25 31 4 040 28 35

Circuit 2: Atelier soudage + menuiserie 165 1 1 211 1 1 - - - 3201 37 57 3 577 39 60

Circuit 3: Atelier peinture 201 1 1 - - - 86 1 1 2206 20 24 2 494 22 27

Circuit 4: Bureaux 253 1 2 2 678 14 16 1991 21 21 - - - 4 923 37 40

TOTAL USINE 1 399 6 9 2 890 15 18 2077 23 23 8666 82 112 15 033 126 161

Tableau 4: Tableau de répartition de la consommatio n de l'usine Consommation (kWh) %

Force motrice (Motor) 4 561 30%

Soudage (T/C) 2 388 16%

Autre equip. Indust. (Ind.Load) 1 717 11%

Eclairage (Lighting) 1 399 9%

Clim. (A.C) 2 890 19%

Equip. Bureau (Other) 2 077 14%

TOTAL 15 033 100%

© W. AZANGUE, expert programme EEA

Tableau 5: Dimensionnement du transformateur et TGB T

DIMENSIONNEMENT TRANSFORMATEUR ET TGBT

Puissance guide pour choix du transformateur (kVA)

Puissance du transformateur (kVA)

Puissance active consommée (kW)

Puissance réactive consommée (kVAr)

Puissance apparente appelée (kVA)

Facteur de correction dû à la température (40°C)

Reserve tolérée (Ke)

Cosφ général de l'installation

Tanφ général de l'installation

Cosφ exigé

Tanφ exigé

Capacité des battéries de compensation (Qc - KVAr)

Qc/Sn

Coefficient simultanéité des circuits


page 16/25

IONNEMENT TRANSFORMATEUR ET TGBT

Figure 6: Répartition de la consommation énergétique de l'usi ne

171.85

200

101.10

79.95

128.89

0.90

Figure 7: Répartition en puissance des équipements de l'usine

20%

0.784

0.791

0.9

0.48432

31.0

15%

0.8

Force motrice

(Motor)

30%

Soudage (T/C)

16%Autre equip. Indust.

(Ind.Load)

12%Eclairage (Lighting)

9%

Clim. (A.C)

19%

Equip. Bureau

(Other)

14%

Répartition de la consommation énergétique de l'usine

Force motrice

(Motor)

31%

Soudage (T/C)

20%

Autre equip. Indust.

(Ind.Load)

14%

Eclairage (Lighting)

5%

Clim. (A.C)

12%

Equip. Bureau

(Other)

18%

Répartition en puissance des équipements de l'usine

Répartition de la consommation énergétique de l'usi ne


Soudage (T/C)

16%

Répartition de la consommation énergétique de l'usine


NB : les bases de l’évaluation de ces bilans sont :

- Les relevés sur les plaques signalétiques des machines et équipements (voir fiche de relevé en annexe1) ;

- L’estimation des temps de fonctionnement sur enquête et entretien avec les utilisateurs et opérateurs des machines ;

- Des redressements effectués sur la base de l’expérience de l’expert, avec pour objectifs le rapprochement des valeurs enregistrés dans les factures physiques.

5.3 Analyses des données

La facturation : Les données de facturation semblent être juste, au regard des informations ressorties par les bilans de puissance et consommation.

Les machines de production à dominante force motrice (moteurs) ou circuits magnétiques (soudage) consomment une bonne proportion d’énergie réactive ceux d’autant plus qu’ils sont le plus souvent utilisé à vide ou à faible charge. Cela explique la forte baisse du cos phi en période de forte production.

Le transformateur MT/BT utilisé par l’usine comme point de livraison d’énergie semble avoir été surdimensionné à l’origine (conception de l’installation électrique). Sa puissance peut être réduite de moitié (de 400 à 200 kVA) sans incidence sur le fonctionnement de l’usine).

Bâtiments : Pas de fortes influences sur l’aspect énergétique.

Eclairage : Proportion en consommation et puissance faible mais constante dans le temps. Une action en efficacité énergétiques peut avoir un impact sûr et facilement quantifiable dans la durée.

L’éclairage des bureaux n’a quasiment pas d’impact et semble d’ailleurs être assez bien géré par les utilisateurs.

Par contre, dans l’atelier usinage mécanique, ont note une utilisation abusive de l’éclairage de l’espace de production. Les lampes (à vapeur se sodium 250 W) sont toutes allumées en journée même lorsqu’il n’y a pas de production. Une piste intéressante serait de fragmenter les circuits d’éclairage dans cet espace de façon à n’éclairer que les zones où les machines sont fonctionnelles.

Climatisation : Elle est utilisée uniquement pour le confort des occupants des bureaux. Elle est constitué essentiellement des appareils individuel de type split system mural.

Les climatiseurs utilisés n’ont pas de critère de performance élevé : leur SEER1 est de 9 à 10 ; dans une échelle de valeur où le critère de bonne performance commence à 11. Pire le vieillissement diminue davantage leur performance surtout lorsque leur maintenance est mal assurée.

Un plan de maintenance préventif doit donc être envisagé si ce n’est pas encore le cas.

Mieux, il est possible de programmer à moyen termes un plan de remplacement des climatiseurs existants par des neufs plus performants, munis de technologie de type « Inverter » qui assurent des économie d’énergie de plus de 30% sur les technologies classiques.

Machines de production : Elles sont à dominante force motrice (moteurs électriques) ou circuits magnétiques (soudage) ; et ont des âges assez élevés (plus de 10ans après année de fabrication).

1 SEER : Sesonal Energy Efficiency Ratio



La plupart des machines sont dotés de moteurs électriques à rendement moyen voir faibles. Ces rendements deviennent d’autant plus bas que les machines sont utilisés à faibles charges. A ce niveau une sensibilisation des opérateurs des machines peut être faite en vue :

- De leur utilisation rationnelle - De réduire le temps de fonctionnement des moteurs associés au machines ; - D’optimiser la charge appliquée aux moteurs - De mieux synchroniser le fonctionnement de plusieurs machines en fonction des objectifs de

production.

Des économies d’énergie, certes non clairement chiffrables, peuvent être dégagées par de telles initiatives.

Par ailleurs, dans les plans de rénovation ou d’extension de capacité de production, il est important d’intégrer l’aspect énergétique lié à la consommation globale ou efficacité des machines (énergie consommée par entité produite).

5.4 Recommandation et description des mesures d’éco nomie d’énergie

5.4.1 Recommandations générales

Les recommandations générales portent sur trois points :

• La sensibilisation • L’organisation et management de la production • La maintenance

Sensibilisation :

Un programme d'économies d'énergie dans le bâtiment est éphémère et voué à un échec certain si la Direction, les exploitants et les utilisateurs ne sont pas sensibilisés.

Cela peut se faire simplement par l’inscription à l’ordre du jour des réunions hebdomadaire de lancement d’activités. La Direction Générale peut également impulser un signal fort en promulguant une lettre d'engagement; puis à l’affichant à portée des usagers et personnel de l’usine.

L'organisation et management de la production : L'aspect de l'organisation dans le cadre de la gestion de l'énergie revêt une importance capitale. Cette organisation peut se faire par la désignation d’un comité de gestion ou du comité technique de suivi de l’EE au sein de l’usine. Le rôle de ce comité, est de mettre en application les mesures d'économies d'énergie, d'assurer le suivi de ces mesures et des indicateurs de performance énergétique. Le comité se compose :

♦ D'un représentant de la Direction qui en assume la présidence.

♦ D'un représentant des services financiers : informe le comité selon la disponibilité des moyens, de la faisabilité d'une mesure.

♦ Les représentants de toutes les spécialités : car il leur appartient de mettre en application les mesures. Ils donnent leur avis sur la faisabilité technique, les problèmes éventuels qui pourraient se poser dans la réalisation.

♦ Un conseiller en économies d'énergie : en général, c'est une personne extérieure à l'entreprise qui est spécialiste des questions d'économies d'énergie qui évalue le potentiel, donne son avis quant à la rentabilité d'une mesure et de l'opportunité de sa mise en application.

Ce comité doit travailler avec des indicateurs de p erformances énergétiques liés à la production de l’usine . S’ils n’existent pas encore, ils doivent rapidement être définis et quantifiés aussi bien pour les exercices passés que pour les projections futures.

Dans le cas où il existe déjà un mécanisme ou comité de suivi des performances de production, celui-ci doit se restructurer pour intégrer les critères d’efficacité énergétique.

Quelques actions à entreprendre dans le cadre de ce comité seraient :



- La création d’une base de donnée de suivi des machines de production contenant les informations telles : les caractéristiques nominales des machines, leur date d’acquisition ou leur âge; leur fréquence d’utilisation; leur capacité de production nominale;

- Le monitoring de l’utilisation des différentes machines par les opérateurs en fonction des types de production;

- L’enregistrement et le suivi des sollicitations en puissance et consommation des principaux circuits d’utilisation de l’usine (différents ateliers et bâtiments)

- Le tracé des courbes d’évolution de l’intensité énergétique de l’usine.

La maintenance :

Il n'est jamais de trop de souligner l'importance de la maintenance préventive qui coûte quelques francs, contre des milliers et les troubles occasionnés quand l'équipement tombe en panne. L’usine pourrait, en attendant un outil de planification et de gestion de son entretien, réclamer un rapport mensuel de l'entretien effectué sur chaque équipement; y compris ceux des bureaux administratif (climatiseurs, éclairage, etc.). la maintenance contribue également au prolongement de la durée de vie des équipements.

Les économies engendrées sont difficilement chiffrables avec précision; mais leur existence est certaine. Dans le cas de l’usine, nous l’évaluerons à un cout global de 5% sur le cout actuel des factures annuelles d’électricité . En effet, les répercutions se trouvent aussi bien sur la réduction des consommations que sur le maintien des paramètres optimaux dans le temps (cos phi, puissance souscrite, puissance transfo, facteur d’utilisation, ratio consommation heure pointe). Les investissements ici sont simplement structurels :

- Création du comité de gestion (ou renforcement s’il existe déjà); encouragements pécuniaires des membres; (

- Taches supplémentaires de suivi et monitoring des équipements des équipements - Achat des outils de monitoring (afficheurs ou enregistreur de paramètres de circuits, etc.)

5.4.2 Recommandations liées à la facturation

FACTURATION

FAC - 1: Réajustement des modalités du contrat d'électricité (puissance souscrite)

2. DESCRIPTION : L'analyse de la facturation a montré certaines anomalies dans le contrat d'électricité. Ainsi, certains éléments du contrat pourraient être améliorés. Il s’agit de la puissance souscrite. Une optimisation de ce paramètre peut être faite de façon à réduire le cout de la prime fixe ; le résultat de cette optimisation conduit à l’adoption d’une valeur de puissance souscrite de 100 kW.

3. MISE EN GARDE : La nouvelle puissance souscrite optimale est celle qui permet en moyenne trois dépassements dans l'année.

Un planning rigoureux d'exploitation devra être mis en place en cas de réajustement pour éviter les pénalités pour dépassement de puissance souscrite.

4. ÉCONOMIES :

Économies (annuelles) Investissements (F.CFA) P.R.I

Consommation (kWh) Financière (F.CFA)

1 571 643 0 Nul



5.4.3 Recommandations liées à l’électricité

ELECTRICITE

EL - 1: Réajustement de la puissance du transformateur HT/B T du point de livraison

2. DESCRIPTION : La puissance du transformateur du point de livraison d’électricité est surdimensionnée par rapport aux capacités réelles de l’usine. Cette puissance contractuellement enregistrée, à de lourdes répercussions financières, car l’estimation de la consommation d’énergie rémanente du transformateur (pertes fers) est liée à la puissance nominale de l’appareil (pleine charge) et non à la puissance réelle délivrée.

Une optimisation de paramètre peut également être faite, et conduit (voir bilan de puissance) à l’adoption d’une valeur de puissance du transformateur de 160 kVA . Le transformateur actuel (400 KVA) doit dans cette perspective être remplacé par un transformateur HT/BT de 160 KVA.

3. MISE EN GARDE : Le remplacement du transformateur HT/BT est une opération délicate qui va requérir la collaboration de l’AES Sonel et d’un prestataire de service spécialisé dans les travaux d’électricité industrielle.

La direction de l’usine doit intégrer dans la perspective de cette opération le rachat du transformateur existant afin de vite amortir les co uts d’investissement .

Par ailleurs, afin de ne pas perturber fortement les activités de l’usine, il est souhaitable de recourir à un groupe électrogène de secours pendant une telle opération qui peut durer 4 à 5 jours de travaux.

4. ÉCONOMIES :


Consommation (kWh) Financière (F.CFA) (sans rachat du transfo. Existant)

20.736 1 808 830 7 500 000 4.2 ans

ÉLECTRICITÉ

EL - 2 : Améliorer le facteur de puissance

2. DESCRIPTION : Installer des batteries de condensateurs pour améliorer le facteur de puissance de l'installation de manière à éviter toute pénalité du fournisseur d’énergie électrique. La compensation d’énergie réactive à par ailleurs plusieurs autres vertus au niveau de la qualité de l’alimentation électrique :

- Augmentation de la puissance disponible du transformateur ; - Diminution des courants appelés; - Réduction des pertes thermiques en ligne et chutes de tension;

La capacité dimensionnée des batteries nécessaire au relèvement du cos phi de 0.7 à 0.9 (voir fiche de dimensionnement en annexe ) est de 55 KVAR .



3. MISE EN GARDE :

La compensation devra être centralisée et à valeur fixe de préférence.

La mise en place de 2 rack de batterie à compensation fixe de 36 kVAR chacune semble être plus avantageuse en terme de cout, simplicité et mise en œuvre; comparée à une compensation automatique.

4. ÉCONOMIES :


Consommation (kWh) Financière (F.CFA)*

1 000 000 1 500 000 1.5 ans

(*) : cette économie est calculée sur la base du niveau actuel de production ; elle serait plus élevée (de l’ordre de 50 à 100%) en cas d’augmentation de la production (et donc de la sollicitation des machines)

5.4.4 Recommandations liées à l’éclairage

ÉCLAIRAGE

ECL - 1 : Ajuster le nombre de point lumineux en fonction de l’exploitation de l’atelier

2. DESCRIPTION : Fractionner les circuits d’alimentation des lampes de l’atelier d’usinage numérique; de façon à permettre leur commande en fonction de l’exploitation des machines.

3. MISE EN GARDE :

Les points de commande devront être dans les différentes zones d’utilisation.

Attention à la sécurité du bâtiment; laisser un éclairage d'urgence.

4. ÉCONOMIES* :



9 020 761 700 400 000 0.5 an

(*) voir fiche détaillée d’évaluation en annexe 3



ÉCLAIRAGE

ECL - 2 : Lampes plus efficaces (LED) dans les ateliers

2. DESCRIPTION : Remplacer les lampes à vapeur de sodium par les lampes LED moins consommatrices pour l’éclairage des ateliers (intérieur et extérieur). Les LED de nouvelles génération ont également l’avantage, pour un même rendu, d’avoir une plus longue durée de vie.

3. MISE EN GARDE :

L’opération peut nécessiter le remplacement de tous les luminaires, vu que les nouvelles lampes peuvent avoir des configurations différentes.

Le fractionnement des circuits d’éclairage peut à l’occasion être effectué pour plus d’efficacité.

4. ÉCONOMIES* :



9 000 731 000 2 500 000 3.4 ans

(*) voir fiche détaillée d’évaluation en annexe 3

5.4.5 Recommandations liées à la climatisation

CLIMATISATION

CIML - 1 : Remplacement des climatiseurs actuels par des plus performants (types "Inverter")

2. DESCRIPTION : Remplacer les climatiseurs split system classiques existant par les climatiseurs split system plus performants (type « inverter »). Ne nombre d’appareils à remplacer (fonction de l’âge) a été évalué à 6.

3. MISE EN GARDE :

Vu que la technologie préconisée n’est pas très courante, l’opération doit intégrer dès sa mise en œuvre l’acquisition d’un stock de pièces de rechang es.

De même, ils y a également avec cette technologie une contrainte en ce qui concerne la qualité de l’alimentation électrique; prévoir des dispositifs de stabilisation de tension.

4. ÉCONOMIES* :



19 200 1 600 000 4 700 000 2.9 ans

(*) voir fiche détaillée d’évaluation en annexe3



5.5 Evaluation des mesures d’économie d’énergie

Nous récapitulons toutes les mesures d’économie d’énergie préconisées dans le tableau présenté ci-après. Ce tableau inclue également l’ordre de priorité de nous conseillons pour la mise en œuvre de ces mesures.

Tableau 6: Tableau récapitulatif des mesures d'effi cacité énergétique

N° MESURE Economie

d'énergie

annuelle

(kWh)

Economie

financière

annuelle, TTC

(F. CFA)

Investissem

ent (F. CFA)

Période de

recouvrem

ent (ans)

Priorit

é

1

Sensibilisation; Organisation /

management de la production;

Maintenance

2

2

Réajustement des modalités du

contrat d'électricité (puissance

souscrite

1 571 643 - 0.0 1

3

Réajustement de la puissance du

transformateur HT/BT du point de

livraison

20 736 1 808 830 7 500 000 4.1 5

4 Amélioration du facteur de

puissance 974 770 1 500 000 1.5 3

5

Ajuster le nombre de point

lumineux en fonction de

l’exploitation de l’atelier usinage

numérique

9 020 761 700 400 000 0.5 4

6 Lampes plus efficaces (LED) dans les

ateliers 9 000 731 000 2 500 000 3.4 7

7

Remplacement des climatiseurs

actuels par des plus performants

(types "Inverter")

19 200 1 600 000 4 700 000 2.9 6

TOTAL 57 956 7 447 943 16 600 000 2.2



6 CONCLUSION

Les recommandations de ce rapport peuvent permettre de réaliser jusqu’à 40% (50.000 kWh) d'économies sur la

consommation annuelle actuelle; et générer plus de 7.000.000 de FCFA d'économies pour des investissements

totaux de près de 16.000.000 F CFA. Les mesures sans investissement constituent plus de 20% du potentiel

total estimé . Il est important que ces mesures connaissent une mise en application immédiate de sorte à pouvoir

démontrer l'efficacité du programme et de générer des économies qui permettront d'aider au financement des

autres mesures.

Enfin, il est important de souligner que le succès de la mise en application et l'obtention des résultats est lié à

l'implication de chacun des intervenants de la gestion de l’usine et de leur volonté d’en améliorer la performance.



7 ANNEXES :

• Annexe 1 : listing exhaustif des équipements de ces différents ateliers

• Annexe 2 : Bilan détaillé puissance et consommation d’énergie de l’usine

• Annexe 3 : Fiches d’évaluation détaillées des mesur es d’économie d’énergie

• Annexe 4 : Photos de la visite de site

Rapport audit énergétique

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